论文部分内容阅读
隔离开关作为电力系统中的重要设备，它的主要作用是设备检修时造成明显断开点，使被检修高压母线或电气设备如断路器、互感器等与带电高压线路进行电气隔离。它的主要特点是没有专门的灭弧装置，不能用来开断负荷电流和短路电流。
隔离开关在变电站主设备中占的数量大，运行操作量大，由于它主要接在母线或线路侧，具有一定特殊性，运行时发现缺陷后，不像断路器一样通过比较简单步骤操作就能切断电源进行处理，一般须停下线路或母线才能处理，操作比较复杂，容易造成不良后果。
随着用电量的不断上升和对供电质量要求的提高，变电站中断路器等设备无油化改造逐步完成，断路器性能提高了，而隔离开关的问题逐渐显现出来。因此，保证电力系统安全稳定运行至关重要。
在日常工作中我发现隔离开关一般容易出现以下几种故障和缺陷：发热、机械传动、导电回路缺陷、瓷瓶缺陷、其他情形。
现将几种缺陷及处理方法分析一下：
一、发热缺陷
过去在检修中动接触部分多使用中性凡士林起到润滑和防止触头氧化的作用。常温下凡士林可以起到防止触头氧化的作用，夏季或负荷大时触头发热造成凡士林流失，从而使触头失去保护，氧化加剧，直至触头烧毁，此类事故过去时有发生。2012年后我们在检修中开始使用导电膏，这样不但提高了触头的导电能力，而且避免了流失现象发生，有效地降低触头因发热缺陷引起的事故。
污染较重的矿区和化工企业室外变电站的35-110KV隔离开关，由于触头暴露在外容易受到粉尘和腐蚀性气体的侵蚀，造成触头表面锈蚀，发热现象比较常见。根据这种情况我们主要采取的措施是：加强巡视制度，定期对接触部分测温，建立、健全运行资料，合理安排检修时间。检修时对暴露在外的接触部分重点清理，整体进行传动调整，接触部分进行直流电阻测试。
因产品质量造成的发热主要由于厂家所选用的材料有问题，比如材料材质较软，经多次操作后，触指变形接触不良，造成接触部分发热，出现这类问题，触指应立即更换。
由于隔离开关导電部分材质不同致使导电部分温度较高，例如：九里山变电站有两组GW5-40.5型隔离开关，触头为铝棒加铜铝过渡片加铜触头用螺栓紧固到一起。螺栓在多层结构中穿过，雨水和空气中水分经缝隙进入，形成原电池反应，金属材料迅速氧化，造成严重发热，遇到这种情况，一般都是更换合格的触头。
大负荷用电场所，由于环境温度高或隔离开关导电部分材质问题，致使导电部分温度较高，触指弹性装置疲劳加速，弹簧发热锈蚀，失去弹性，触指压力不够，产生恶性循环，造成接触部分发热严重，甚至烧毁触头。出现此类现象，应尽可能加强周围环境通风、散热，更换不锈钢弹簧，有条件的可更换容量大的隔离开关适当提高导电回路载流量，各变电站配备红外线测温仪定期对接触部分进行温度测量，了解它的运行情况，必要时安排检修。
螺栓锈蚀造成线夹接触面压力降低、接触面脏污、触头插入不够，也是隔离开关发热的主要原因。平时我们在检修或安装新的隔离开关时，会将导电部分完全解体清污检修加导电膏，线夹接触面改用不锈钢螺栓紧固，触头接触部分调整至合适位置。这样也可减少隔离开关发热缺陷的产生。
二、机械故障
传动环节轴销、轴承、拐臂等传动配合发生严重锈蚀，使各传动环节摩擦力增大，甚至卡死。其原因主要是传动机构的各种轴销、转动的拐臂采用普通钢材镀锌处理，设备暴露在室外，由于水分原因，镀锌层氧化或磨损、钢材锈蚀，造成机构卡死。
另外以往隔离开关常使用黄铜轴套，黄铜在空气中会发生脱锌腐蚀而产生的白色粉末将活动间隙挤满使轴销无法转动，同时黄铜零件还会产生腐蚀性破裂。
在机构检修中使用普通钙基脂作为润滑脂，夏季温度较高，传动部位的润滑脂受热、融化，从机构中流出，造成机构失去润滑和保护。冬季，钙基脂变硬、凝固成块，失去润滑作用 。轴承和其他传动部件密封较差尘土随风进入润滑部位，造成操作时的巨大阻力，形成卡涩。造成隔离开关合闸时三相不同期，甚至会出现隔离开关操作不到位现象。这些故障的处理方法是：将普通钢材轴销、轴套更换为不锈钢件，在轴承和传动部位加二硫化钼锂基润滑脂，它不易流失或变硬凝固，在适当部位加装防尘帽。这样避免很大一部分类似故障的产生。
三、机构故障
过去安装使用的一部分GW5-40.5与GW5-126型隔离开关使用的是CS-17 90度手动机构，这种机构的机构输出轴密封不严，沿主拉杆和机构输出轴缝隙渗水，造成机构内电器元件受潮、直流接地。近几年随着设备的更新改造，带有防雨结构的CS-17 90度操作机构已全部更新完毕，类似事故已基本不再发生。
四、瓷瓶故障
过去使用的瓷瓶为普通高硅质瓷。这种瓷质抗冲击负荷、固定切向负荷能力较差。隔离开关在长期运行中拉合操作，不断受到冲击，造成瓷质性能下降，再者陶瓷属于脆性材料，发生断裂没有征兆，为事故埋下隐患。现在的高压设备基本使用高铝质瓷，它是一种高强度瓷，瓷瓶断裂的事故发生率已降到很低。
一些污染地区瓷瓶表面和瓷裙内积污严重，瓷裙爬电距离小，在操作过电压、阴雨天情况下产生闪络、放电击穿，造成接地引起瓷瓶出现烧伤痕迹，严重时会扩大事故产生短路、瓷绝缘子爆炸，甚至引起断路器跳闸。针对这种情况我们采取如下措施：开展带电清扫工作、每2--3年喷涂一次防污闪涂料，加强巡视工作，建立设备运行记录、档案，合理安排检修周期，取得了很好效果。
另外高压隔离开关在倒闸操作过程中发生操作失灵、拒分、拒合、分合不到位以及传动损坏变形是最常见故障，而且常伴有绝缘子断裂而引起事故。为此我们单位规定，凡是变电站有检修任务时，检修人员到达现场后才可以操作隔离开关，以便紧急处理可能发生的故障。同时操作人员还可预备绝缘操作杆，若出现合闸不到位现象，必要时可靠人力帮助推到位。
以上介绍的是设备本身运行过程中出现的缺陷及处理方法。另外管理制度制定不当也会给隔离开关正常运行带来安全缺陷。在过去几十年中我们对高压电器设备的检修方式始终是定期检修，这种到期即修的检修方式缺点很多：比如隔离开关在停电时进行分、合闸操作与检修人员试验时的操作可能会对许多部位如瓷件、传动部件、轴件、销钉造成潜伏性故障，在下一次检修周期到来之前就是一个安全隐患，还会浪费不必要人力、物力、财力。近几年随着输变电设备的更新改造和管理体制的逐步完善，我们平时逐步对每台隔离开关建立了完整的运行档案，根据设备的运行状态决定检修时间，在保证隔离开关安全性、可靠性的前提下尽量延长使用时间，提高可用率，减少检修次数，降低检修费用。
隔离开关在变电站主设备中占的数量大，运行操作量大，由于它主要接在母线或线路侧，具有一定特殊性，运行时发现缺陷后，不像断路器一样通过比较简单步骤操作就能切断电源进行处理，一般须停下线路或母线才能处理，操作比较复杂，容易造成不良后果。
随着用电量的不断上升和对供电质量要求的提高，变电站中断路器等设备无油化改造逐步完成，断路器性能提高了，而隔离开关的问题逐渐显现出来。因此，保证电力系统安全稳定运行至关重要。
在日常工作中我发现隔离开关一般容易出现以下几种故障和缺陷：发热、机械传动、导电回路缺陷、瓷瓶缺陷、其他情形。
现将几种缺陷及处理方法分析一下：
一、发热缺陷
过去在检修中动接触部分多使用中性凡士林起到润滑和防止触头氧化的作用。常温下凡士林可以起到防止触头氧化的作用，夏季或负荷大时触头发热造成凡士林流失，从而使触头失去保护，氧化加剧，直至触头烧毁，此类事故过去时有发生。2012年后我们在检修中开始使用导电膏，这样不但提高了触头的导电能力，而且避免了流失现象发生，有效地降低触头因发热缺陷引起的事故。
污染较重的矿区和化工企业室外变电站的35-110KV隔离开关，由于触头暴露在外容易受到粉尘和腐蚀性气体的侵蚀，造成触头表面锈蚀，发热现象比较常见。根据这种情况我们主要采取的措施是：加强巡视制度，定期对接触部分测温，建立、健全运行资料，合理安排检修时间。检修时对暴露在外的接触部分重点清理，整体进行传动调整，接触部分进行直流电阻测试。
因产品质量造成的发热主要由于厂家所选用的材料有问题，比如材料材质较软，经多次操作后，触指变形接触不良，造成接触部分发热，出现这类问题，触指应立即更换。
由于隔离开关导電部分材质不同致使导电部分温度较高，例如：九里山变电站有两组GW5-40.5型隔离开关，触头为铝棒加铜铝过渡片加铜触头用螺栓紧固到一起。螺栓在多层结构中穿过，雨水和空气中水分经缝隙进入，形成原电池反应，金属材料迅速氧化，造成严重发热，遇到这种情况，一般都是更换合格的触头。
大负荷用电场所，由于环境温度高或隔离开关导电部分材质问题，致使导电部分温度较高，触指弹性装置疲劳加速，弹簧发热锈蚀，失去弹性，触指压力不够，产生恶性循环，造成接触部分发热严重，甚至烧毁触头。出现此类现象，应尽可能加强周围环境通风、散热，更换不锈钢弹簧，有条件的可更换容量大的隔离开关适当提高导电回路载流量，各变电站配备红外线测温仪定期对接触部分进行温度测量，了解它的运行情况，必要时安排检修。
螺栓锈蚀造成线夹接触面压力降低、接触面脏污、触头插入不够，也是隔离开关发热的主要原因。平时我们在检修或安装新的隔离开关时，会将导电部分完全解体清污检修加导电膏，线夹接触面改用不锈钢螺栓紧固，触头接触部分调整至合适位置。这样也可减少隔离开关发热缺陷的产生。
二、机械故障
传动环节轴销、轴承、拐臂等传动配合发生严重锈蚀，使各传动环节摩擦力增大，甚至卡死。其原因主要是传动机构的各种轴销、转动的拐臂采用普通钢材镀锌处理，设备暴露在室外，由于水分原因，镀锌层氧化或磨损、钢材锈蚀，造成机构卡死。
另外以往隔离开关常使用黄铜轴套，黄铜在空气中会发生脱锌腐蚀而产生的白色粉末将活动间隙挤满使轴销无法转动，同时黄铜零件还会产生腐蚀性破裂。
在机构检修中使用普通钙基脂作为润滑脂，夏季温度较高，传动部位的润滑脂受热、融化，从机构中流出，造成机构失去润滑和保护。冬季，钙基脂变硬、凝固成块，失去润滑作用 。轴承和其他传动部件密封较差尘土随风进入润滑部位，造成操作时的巨大阻力，形成卡涩。造成隔离开关合闸时三相不同期，甚至会出现隔离开关操作不到位现象。这些故障的处理方法是：将普通钢材轴销、轴套更换为不锈钢件，在轴承和传动部位加二硫化钼锂基润滑脂，它不易流失或变硬凝固，在适当部位加装防尘帽。这样避免很大一部分类似故障的产生。
三、机构故障
过去安装使用的一部分GW5-40.5与GW5-126型隔离开关使用的是CS-17 90度手动机构，这种机构的机构输出轴密封不严，沿主拉杆和机构输出轴缝隙渗水，造成机构内电器元件受潮、直流接地。近几年随着设备的更新改造，带有防雨结构的CS-17 90度操作机构已全部更新完毕，类似事故已基本不再发生。
四、瓷瓶故障
过去使用的瓷瓶为普通高硅质瓷。这种瓷质抗冲击负荷、固定切向负荷能力较差。隔离开关在长期运行中拉合操作，不断受到冲击，造成瓷质性能下降，再者陶瓷属于脆性材料，发生断裂没有征兆，为事故埋下隐患。现在的高压设备基本使用高铝质瓷，它是一种高强度瓷，瓷瓶断裂的事故发生率已降到很低。
一些污染地区瓷瓶表面和瓷裙内积污严重，瓷裙爬电距离小，在操作过电压、阴雨天情况下产生闪络、放电击穿，造成接地引起瓷瓶出现烧伤痕迹，严重时会扩大事故产生短路、瓷绝缘子爆炸，甚至引起断路器跳闸。针对这种情况我们采取如下措施：开展带电清扫工作、每2--3年喷涂一次防污闪涂料，加强巡视工作，建立设备运行记录、档案，合理安排检修周期，取得了很好效果。
另外高压隔离开关在倒闸操作过程中发生操作失灵、拒分、拒合、分合不到位以及传动损坏变形是最常见故障，而且常伴有绝缘子断裂而引起事故。为此我们单位规定，凡是变电站有检修任务时，检修人员到达现场后才可以操作隔离开关，以便紧急处理可能发生的故障。同时操作人员还可预备绝缘操作杆，若出现合闸不到位现象，必要时可靠人力帮助推到位。
以上介绍的是设备本身运行过程中出现的缺陷及处理方法。另外管理制度制定不当也会给隔离开关正常运行带来安全缺陷。在过去几十年中我们对高压电器设备的检修方式始终是定期检修，这种到期即修的检修方式缺点很多：比如隔离开关在停电时进行分、合闸操作与检修人员试验时的操作可能会对许多部位如瓷件、传动部件、轴件、销钉造成潜伏性故障，在下一次检修周期到来之前就是一个安全隐患，还会浪费不必要人力、物力、财力。近几年随着输变电设备的更新改造和管理体制的逐步完善，我们平时逐步对每台隔离开关建立了完整的运行档案，根据设备的运行状态决定检修时间，在保证隔离开关安全性、可靠性的前提下尽量延长使用时间，提高可用率，减少检修次数，降低检修费用。